張集選煤廠主洗系統(tǒng)實現(xiàn)無人值守的改造實踐

章宏令

(淮南礦業(yè)集團選煤分公司，安徽 淮南 232046)

隨著煤炭工業(yè)的不斷發(fā)展，減員提效將成為企業(yè)改革的重要方向。為適應改革的需要，作為機械化、自動化程度較高的選煤廠，現(xiàn)有的管理模式將隨之調(diào)整，部分崗位將實行無人值守。

1 張集選煤廠存在的問題

張集選煤廠現(xiàn)有生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)(以下簡稱集控系統(tǒng))、視頻監(jiān)控系統(tǒng)雖然都在正常運行，但距離實現(xiàn)無人值守模式尚有差距。

1.1 集控系統(tǒng)

張集選煤廠集控系統(tǒng)由1個PLC主站、6個PLC分站、監(jiān)控上位機構(gòu)成，采用遠程I/O架構(gòu)、以太網(wǎng)通訊，實現(xiàn)選煤廠主要設(shè)備的集中控制和自動化參數(shù)的調(diào)節(jié)，其中存在以下不足。

(1)部分設(shè)備未納入集控系統(tǒng)，仍需要崗位司機就地操控。

(2)調(diào)度不能監(jiān)控某些重要的工藝參數(shù)。

(3)當設(shè)備出現(xiàn)報警時，只在調(diào)度生產(chǎn)監(jiān)控畫面上顯示，沒有語音提醒；若調(diào)度員不在屏幕前，則無法在第一時間發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障報警信息，易造成事故的影響時間增長。

1.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

張集選煤廠(中央?yún)^(qū))使用的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場42臺模擬攝像機、信號傳輸設(shè)備、矩陣、硬盤錄像機和24臺46英寸液晶拼接屏組成，實現(xiàn)對生產(chǎn)車間的重點設(shè)備、重點部位的安全監(jiān)控。存在的不足有：

(1)圖像質(zhì)量較差、易受干擾，系統(tǒng)管理復雜、擴展性差；現(xiàn)場攝像頭數(shù)量不足，沒有做到重點區(qū)域全覆蓋。

(2)攝像頭數(shù)量大于調(diào)度監(jiān)視大屏的個數(shù)，只有部分視頻圖像顯示在大屏上；當調(diào)度監(jiān)控畫面出現(xiàn)報警時，調(diào)度員需手動切換現(xiàn)場報警區(qū)域的視頻圖像，非常不方便。

2 改造方案

2.1 改造范圍

本次選擇主洗系統(tǒng)作為改造試點，改造范圍為原煤倉下至產(chǎn)品倉上。

2.2 改造方案

2.2.1 集控系統(tǒng)改造

(1)對部分設(shè)備進行電控改造，實現(xiàn)調(diào)度集中控制/自動控制，省去崗位司機就地操作，減少工作量，降低勞動強度。具體改造項目如下。

一是對主洗系統(tǒng)17臺就地控制設(shè)備進行電控改造，實現(xiàn)調(diào)度集中控制。

二是改造絮凝劑加藥裝置，除人工添加藥劑外，其他實現(xiàn)自動控制。具體為：將現(xiàn)場手動進水閥和放料閥改為電控氣動閥；攪拌桶和儲液桶增裝超聲波液位計，并進行相應的電控改造和程序編制。

三是對濃縮泵房清水泵進行電控改造，實現(xiàn)泵與對應水箱液位自動控制，即高液位自動停泵、低液位自動啟泵。

四是對主廠房照明進行遠控改造，實現(xiàn)照明分區(qū)域調(diào)度/就地控制，自由切換。

五是在3臺循環(huán)泵出料電動閘門安裝位移傳感器，實現(xiàn)調(diào)度遠程調(diào)節(jié)閥門開度。

(2)對345號、346號水力旋流器加裝壓力變送器，實現(xiàn)調(diào)度遠程監(jiān)視旋流器工作壓力，指導生產(chǎn)。

(3)對負載率較高的9臺設(shè)備(3臺煤泥泵、3臺鼓風機和3臺循環(huán)泵)增裝電流監(jiān)測裝置，調(diào)度實時監(jiān)視設(shè)備負載變化，異常時及時切換設(shè)備。

(4)對303號、308號、309號刮板機加裝拉斜報警裝置，當刮板機傾斜運行時自動報警，提醒調(diào)度員及時安排巡視人員查看，避免斷鏈、機頭卷鏈等較大事故的發(fā)生。

(5)在調(diào)度監(jiān)控軟件中，通過編程方式將重要的報警信息實現(xiàn)語音報警，提醒調(diào)度員及時安排隱患處理，避免隱患擴大造成事故，影響生產(chǎn)。

2.2.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級

(1)建設(shè)網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。將張集選煤廠(中央?yún)^(qū))模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級改造為網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)(如圖1所示)，實現(xiàn)視頻圖像的集中監(jiān)視、存儲、控制和管理。該系統(tǒng)具有監(jiān)控圖像清晰、使用維護簡單、擴展性好等優(yōu)點，易于實現(xiàn)區(qū)域監(jiān)控。

在保留原有42臺模擬攝像頭前提下，增裝網(wǎng)絡攝像頭40臺，基本實現(xiàn)重要設(shè)備、重點區(qū)域的監(jiān)控全覆蓋。

圖1 數(shù)字視頻監(jiān)控改造拓撲圖

(2)報警視頻聯(lián)動。在網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中裝設(shè)總線式網(wǎng)絡報警主機，用于關(guān)聯(lián)集控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)報警視頻聯(lián)動，如圖2所示。當設(shè)備出現(xiàn)隱患時，通過多系統(tǒng)集成，故障設(shè)備圖像第一時間在調(diào)度大屏上彈出，系統(tǒng)第一時間語音報警，提醒調(diào)度員及時安排隱患處理，將隱患消除在萌芽階段，避免隱患擴大造成事故影響。

圖2 報警視頻聯(lián)動示意

(3)移動監(jiān)控。針對檢修地點不固定、固定監(jiān)控很難覆蓋的現(xiàn)狀，在廠區(qū)較大檢修區(qū)域裝設(shè)可移動網(wǎng)絡攝像機和無線網(wǎng)橋，實現(xiàn)可視化檢修，提高遠程安全監(jiān)管水平。網(wǎng)橋間采用無線信號傳輸，無需敷設(shè)線纜，最大傳輸距離可達3 km。移動監(jiān)控拓撲圖如圖3所示。

圖3 移動監(jiān)控拓撲示意

2.2.3 其他方面

(3)生產(chǎn)現(xiàn)場應用數(shù)字對講機，便于及時聯(lián)系，解決實行無人值守工作模式后固定電話不能及時聯(lián)系到現(xiàn)場人員的不足。

(4)主洗系統(tǒng)巡崗人員配備綜合點檢儀，對設(shè)備的溫度和振動進行點巡檢，監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患。

3 結(jié) 語

張集選煤廠通過對集控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一系列改造，做到視頻監(jiān)控全覆蓋，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖像、語音聯(lián)動監(jiān)控，主洗系統(tǒng)基本實現(xiàn)了“無人值守、有人巡視”，取得了較好的效果。

3.1 減人提效

主廠房每班現(xiàn)場工作人員由9人減至4人，共減少20人。按選煤分公司2017年在崗職工年人工成本11萬元計算，每年可節(jié)省220萬元。

3.2 安全監(jiān)控水平提高

(1)通過增加現(xiàn)場視頻監(jiān)控點，基本實現(xiàn)重點安全區(qū)域監(jiān)控全覆蓋；

(2)實現(xiàn)了報警視頻聯(lián)動，使監(jiān)控具有事前預防、主動報警功能，將目前的被動式監(jiān)控改為主動監(jiān)控，實現(xiàn)了安全監(jiān)控升級，提高了監(jiān)控水平；

(3)可對重大檢修項目進行移動式監(jiān)控，確保監(jiān)管到位。